[發明專利]一種基于實景建模的黃金礦山溜井入料可視化檢測方法

有效

• 申請號: 202011171653.8
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112288712B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 劉少杰;施升濤;張漢闊;鄭飛;許芝光;戚克明;孫衛東;王峰;蔡金娥;曲偉霞;亓傳鐸
• 申請（專利權）人: 山東黃金礦業（萊州）有限公司三山島金礦;濟南艾特網絡傳媒有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/13;G06T7/62;G06T7/73;G06T17/00;G06T5/00
• 代理公司: 煙臺雙聯專利事務所(普通合伙) 37225
• 代理人: 申國棟

本發明公開了一種基于實景建模的黃金礦山溜井入料可視化檢測方法，使用深度攝像機拍攝盛有礦石的礦車，使用實景建模技術，通過采集的圖像建立礦車的車廂及礦石堆上表面的模型，從模型中獲取車廂及礦石堆的尺寸信息，從而計算出礦石量。本發明在計算機視覺技術的基礎上，通過邊緣檢測、模型建立、裝載量推理預估的方式，完成黃金礦山溜井出入料的估量，再結合礦車尾部檢測及礦車運輸次數，得到具體的礦車運輸次數和運輸量，從而更好地把控運輸車輛的運輸次數，運輸量，保證了溜井下發出料的安全性。

技術領域

本發明涉及一種檢測溜井入料量的方法。

背景技術

目前，黃金礦山溜井入料量的檢測主要依靠人工估算，其工作量大，效率低下，準確性差，同時操作者作業環境惡劣，存在一定的安全隱患。

發明內容

本發明提出了一種基于實景建模的黃金礦山溜井入料可視化檢測方法，其目的是：借助人工智能視覺技術，估算出礦石的數量。

本發明技術方案如下：

一種基于實景建模的黃金礦山溜井入料可視化檢測方法，使用深度攝像機拍攝盛有礦石的礦車，通過采集的圖像建立礦車車廂及礦石堆上表面的模型，從模型中獲取車廂及礦石堆的尺寸信息，從而計算出礦石量。

作為本方法的進一步改進，具體步驟為：

步驟1、在礦車行駛軌跡旁架設光源和深度攝像機；

步驟2、裝載礦石的礦車進入拍攝范圍后，深度攝像機拍攝圖像Im，并將圖像傳回工控機；

步驟3、工控機檢測出圖像中礦車的車尾位置信息；

步驟4、對圖像Im進行灰度化、中值濾波后，進行邊緣檢測，得到礦車車廂的邊緣信息；

步驟5、根據步驟3中的車尾位置信息與步驟4中的邊緣信息，對事先建立的礦車三維模型的外輪廓進行橫縱縮放，然后再根據縮放后的礦車三維模型的外輪廓對圖像Im中的礦車的邊緣進行邊緣增強；

步驟6、對邊緣增強后的圖像Im中的邊緣信息進行直線提取，從而獲得車輛輪廓信息；

步驟7、依據深度攝像機所拍攝到的深度信息和步驟6中獲得的車輛輪廓信息重新建立礦車的三維模型；

步驟8、根據圖像Im獲得礦車上礦石的上表面的坐標信息；

步驟9、結合步驟7中礦車的三維模型和礦石的上表面的坐標信息計算礦車所承載的礦石體積，從而計算出礦石量。

作為本方法的進一步改進：所述攝像頭與水平面支架的夾角為50-70度。

作為本方法的進一步改進：步驟3中，使用fast-rcnn技術進行車尾檢測；當檢測到全部車尾進入圖像的中心區域內時，確定該圖片，并標記fast-rcnn獲取的車尾位置信息。

作為本方法的進一步改進：步驟6中，通過霍夫變換對邊緣信息進行直線提取。

作為本方法的進一步改進：所述三維模型是指依據深度攝像機輸出的各點在相機坐標系的坐標(x,y,z)和深度攝像機在現實場景坐標系中的坐標(x0,y0,z0)建立的在現實場景坐標系中的三維模型；

相機坐標系與現實場景坐標系的坐標轉換方式如下：

設現實場景坐標系轉換到相機坐標系的轉化順序是:先按z軸旋轉、之后按y軸旋轉、之后按x軸旋轉，最終得到相機坐標系，旋轉的角度分別是yaw、pitch、roll；則從相機坐標系到現實場景坐標系的旋轉矩陣按如下方式定義：

坐標系的轉換公式為；